TRIZ辅助-汽车实例

计算机辅助创新计算机辅助创新————CAICAI技术技术TRIZTRIZ理论应用案例理论应用案例防止汽车挡风玻璃装置产生噪音防止汽车挡风玻璃装置产生噪音„用户名称„所属行业„应用背景„经济和社会效益„问题描述„应用软件和解决思路„方案介绍用户和所属行业用户和所属行业„用户名称：福特汽车公司„所属行业：汽车制造业–用于固定汽车挡风玻璃的装置，在汽车高速行驶时会发出“吱吱”和“嗡嗡”的噪音。–这一噪音问题已是存在了很长时间，大约10年前，当制造这些装置的材料从金属改变成塑料时，这一问题变得更加复杂和明显。–一些研究人员在过去五年中尝试了许多设计方法到行之有效和低成本的，但不幸的是，一直没有寻找解决的方案。应用背景应用背景经济效益和社会效益经济效益和社会效益„使用新的设计方法后，可产生如下效益–经济效益„在不增加生产成本的基础上，提高汽车生产企业的市场竞争力。–社会效益„让乘车人在乘坐时更加舒适，提高产品的舒适度问题描述问题描述„吱吱声–是由于装置边缘在和金属车体接触时，在水平方向上产生的摩擦力并由此发生的粘滑现象所造成„嗡嗡声–是由于汽车高速行驶产生的“伯努力效应”导致固定挡风玻璃的装置边缘在间断变化的空气压力下产生上下颤动所发出的声音（如图1所示）用于固定汽车挡风玻璃的装置，会在不同情况下产生噪音。所产生的噪音分为两种:图示图示11系统存在的矛盾系统存在的矛盾„技术矛盾:–如果提高固定挡风玻璃装置边缘的硬度，则可以防止“嗡嗡”的噪音产生，但是提高该装置的硬度，又会使该装置沿边缘水平方向上产生的“吱吱”噪音增强。如果降低固定挡风玻璃装置边缘的硬度，则可以消除“吱吱”噪音，但是由于降低硬度使得前一种噪音增大。„物理矛盾：–固定挡风玻璃装置边缘的硬度必须同时具有高和低的特性应用软件应用软件„厂商:–IWINT,Inc„软件：–Pro/Innovator解决问题的步骤解决问题的步骤„明确项目目的:–Thewindshieldmoldinglipmustnotsqueakandmustnotbuzz„原来的解决方案：–Makethelipstiffinthelift-offdirectiontopreventbuzz„明确存在问题–butstiffinthetangentialdirectiontogeneratesqueak„得到相关的TRIZ创新原理得到的相关得到的相关TRIZTRIZ创新原理创新原理„创新原理1:–运用滚动来抵滑动消摩擦力„创新原理2：–提高强度并减轻重量„创新原理3：–技术系统总是沿着从单一到双最后到多的方向进行演化解决方案解决方案„方案1–应用TRIZ创新原理”userollingtocounteractfriction”——运用滚动来抵滑动消摩擦力„方案2–应用TRIZ创新原理”increasingstrengthwhiledecreasingweight”——提高强度并减轻重量„方案3–应用TRIZ理论：”systemsevolvefrommono-systemtobi-systemtopoly-system”——技术系统总是沿着从单一到双最后到多的方向进行演化解决方案解决方案11待解决的问题：挡风玻璃固定装置边缘过硬，虽然消除了“嗡嗡”的噪音，但增大了“吱吱”的噪音。解决方向：改变装置边缘，将装置边缘和车体得接触方式变为滚动接触。解决方案：在装置边缘设置可滚动的柱状体，使得装置边缘和车体接触时所产生的振荡和摩擦均围绕中心点（如图2所示）；或是在边缘采用管状结构，对偏离中心的水平方向切线运动做补偿（如图3所示）。最终结果：当装置边缘采用了滚动方式与车体接触后，即使增加装置边缘的硬度，也能够使装置边缘在水平切线方向上变得“柔软”，防止了“吱吱”的尖啸噪音产生。同时也防止了水平方向的运动过程中“贴粘”现象的产生。图示图示22图示图示33解决方案解决方案22„待解决的问题：提高挡风玻璃固定装置的硬度，减轻“嗡嗡”的噪音，同时防止“吱吱”噪音声波的产生和传播„解决方向：使用特殊的合成材料制作挡风玻璃的固定装置，来提高装置边缘硬度和防止噪音声波的发散。„解决方案：在原有装置的材料中，沿着装置边缘添加细金属丝，增加系统强度，减轻“嗡嗡”的噪音，同时对“吱吱”噪音声波的传播起到干涉作用，降低了“吱吱”的噪音（如图4）。进一步，可以根据TRIZ理论关于技术特性演化的八大定律其中的：“技术系统总是沿着从单一到双最后到多的方向进行演化”（如图5所示），对该装置进行进一步变更，使金属丝在结构内部呈网状排列（如图6所示），该网状结构可以用PVC（聚氯乙烯）挤压成型。„最终结果：使用该网状结构的合成材料（由PVC挤压成型），能够提高装置边缘的硬度,降低“嗡嗡”的噪音，同时也保留材料外表面的柔软性，防止“吱吱”噪音的产生。图示4图示图示44图示图示55图示图示66„待解决的问题：提高装置外层的硬度，减轻“嗡嗡”的噪音；降低装置内层的硬度，防止“吱吱”的噪音。„解决方案：固定装置边缘内层由柔软的材料构成，用于减缓车体金属板和玻璃的相对运动，从而防止“吱吱”噪音的产生；固定装置边缘外层由坚硬的材料构成，能够加强装置的稳定性，减轻“嗡嗡”的噪音（如图7所示）。解决方案解决方案33图示图示[e-mail]@ansys.com.cn